摘 要: 对预应力混凝土桥梁张拉设备种类选择、预应力的伸长值的测量方法以及预应力筋滑丝与断丝处理等张拉技术问题进行了探讨 。
预应力混凝土桥梁施工的张拉设备主要是指张拉千斤顶,对不同类型的预应力混凝土张拉千斤顶是不同的,一般与锚具配套使用。目前在桥梁中常用的几种千斤顶种类有: ①YC型系列千斤顶,常用于初始应力的张拉及滑丝处理; ②YCL 型系列千斤顶,是专与YU锚具配套的自锚千斤顶;③YCQ 型系列千斤顶,是专与QM 型锚具配套的自锚千斤顶; ④YCD 型系列千斤顶,是专与XM 锚具配套使用的顶锚千斤顶;⑤YCW 是专与OVM锚具配套使用的自锚千斤顶; ⑥锥锚式千斤顶,是与锥形锚具( 弗氏锚) 配套使用的三作用千斤顶,可连续完成张拉、顶压、退楔等动作,主要用于后张法预应力混凝土中5 高强度钢筋束的张拉。
1 张拉设备的选择
张拉千斤顶的选择对于准确控制预应力是十分关键的,因此,在选择千斤顶时应注意以下问题: ①根据设计要求选择锚具和千斤顶,因为锚具一般是与千斤顶配套使用的; ②根据设计要求所给预应力筋的类型、根数及整束张拉力的大小,选择千斤顶的进程; ③计算预应力筋的伸长量,检查千斤顶的行程是否满足使用要求,因为不同的千斤顶其张拉行程是不同的,而且有的锚具可适合几种类型的千斤顶,应当尽量使千斤顶的行程一次满足使用要求。同时还必须满足张拉工艺的要求; ④根据所选定的千斤顶的最大张拉力及额定油压,配套相应的油泵。油压表的选择应注意以下几个问题:一是压力表的正常允许使用范围在静载下不应超过测量上限值的3/ 4 ; 在动载下不应超过测量上限值的2/ 3。二是最低测压值一般不应低于测量上限值的 1/ 4 ; 三是表壳的直径不小于150 mm; 四是压力表精度选用应不低于1.5级。
2 预应力筋伸长值的计算与测量方法
为了准确地测量预应力筋的伸长值,首先应弄清预应力筋的张拉及锚固工艺并找到测量基准点。
预应力筋伸长值是校核施加预应力是否达到设计要求的关键指标。预应力筋伸长值可以反映张拉是否足够,检杳孔道摩阻损失是否超过期值、预应力筋材质有无异常现象,因此,准确无误地测定预应力筋的伸长值是十分重要的。
2. 1 采用YC、YCD 系列千斤顶张拉预应力筋伸长值的测定方法
以千斤顶的顶端面为基谁点,通过测量张拉缸的外露长度、预应力筋的回缩量及工具锚夹片、锚固端工作锚夹片的外露长度来确定预应力筋的实际伸长值,其计算公式为:
式中LH 、AH 、fH 分别为张拉缸,工具锚夹片及锚固端工作锚夹片的外露长度(张拉到105% a con,持荷smin,回油到a con时的长度); LO、AO、fo 分别为张拉缸、工具锚夹片及锚固端工作锚夹片初始应力时的外露长度。BH 、BO分别为以工具锚端面为基准面在回油及顶锚后预应力筋测点离工具锚的长度。
上式为一端张拉另一端锚固的情况,当同束钢绞线两端同时张拉时,其伸长值为两端面第1、2、3 项之和,没有第4 项,这一点必须切记 。
2.2 采用YCQ、YCL、YCW系列千斤顶张拉预应力筋伸长值的测量方法
①以千斤顶的端面为基准,通过测量张拉油缸活塞的外露长来确定预应力筋的伸长值,计算公式为:
式中LH 、L 1 、L0分别为张拉的 105%a co n 持荷smin ,回油锚固后及初始应力时活塞外露长度;LH、LZ为自锚时夹片及预应力筋的回缩量,AH 、AO分别为回油锚固后及初始应力时,工具锚夹片的外露长度;
fH、fo 分别为锚固端工作锚固后及初始应力时的外露长度。
上式适应于一端张拉另一端锚固的情况,当两端同时张拉时没有(fH一fo) 一项。
②以千斤顶顶的顶端为基准,在工具锚口处的预应力筋上作标记通过测量初始应力、张拉到105% o con 时及回油锚固活塞回程后测点到机端面的距离来确定预应力筋的伸长值,其计算公式:
式中LH 、L1 、L0分别为张拉到 105%a con 持荷5min 后,回油锚固活塞返零后及初始应力时标点到千斤顶顶端面的距离:LH 、L2 为工作锚夹片及预应力筋回油锚固后的回缩量。
2.3 锥锚型三作用千斤顶张拉中5钢丝束伸长值的测,方法
张拉到初始应力,在卡盘钢丝槽门处作标记,量测标点到卡盘的距离AO,作为量测钢丝的起点,同时量测千斤顶活塞伸出长度量的起点。
张拉到超张拉吨位,持荷5而n后回油到acon ,测量千斤顶活塞长度LH 及标点到长盘的距离AH。
顶压锚固后量锚塞外露量fo ,退楔后再量一次锚塞外露fH。
伸长值的计算:
将两端的伸长值相加,即为总的伸长值。
2.4 伸长值校核与判断
采用应力控制方法张拉预应力筋时,应以伸长值校核,实际伸长值与理论伸长值的差值应符合设计要求W。若设计无明确规定,则实际伸长值与理论伸长值的差值应控制在士6%以内,即:
如果校核不满足上式,应暂停张拉,待查明原因采用措施后,方可继拉。若符合上述校检要求,则表明采用应力控制方法张拉应力筋时,应力控制是准确可靠的。
值得注意的是,以上所测得的预应力筋伸长量必须加上10 % u con 初始应力时预应力筋的伸长量。初始应力时伸长值可通过测定预应力筋从10%a con张拉到20%a con 的变化量来确定 。
3 滑丝与断丝的处理
经过对多年施工经验分析,认为造成滑丝与断丝的原因主要是:①预应力钢筋抗张拉强度偏高; ②预应力钢筋表面硬度不均衡所致。
3 .1 钢绞线滑丝与断丝的处理措施
钢绞线滑丝与断丝一般是由于锚固锥孔与夹片之间有杂物,钢绞线上有油污,锚具偏离锚下垫板止口,锚具生产质量等问题造成的 。
对于钢绞线的滑丝与断丝的处理,现场必须配备小吨位单根钢绞线拉千斤顶,最好是前置夹片式千斤顶,如YC12 2 型,同时配备与工作锚相适应的卸荷座。其放松方法为: 将卸荷座穿过钢绞线套在工作锚上,然后将小吨位千斤顶安装到滑丝或断丝的钢绞线上,锚固好后进行张拉,使夹片松动,并用钎子自卸荷座出口处拨出夹片,然后缓慢回油使钢绞线松动。其补拉方法为: 若为滑丝且钢绞线只有轻微损伤,可更换夹片,重新用小顶张拉到设计应力。若为断丝应更换钢绞线及夹片,安装后重新用小顶张拉到设计应力。
3.2 钢丝滑丝与断丝的处理措施
3.2. 1 对于发现有滑丝,将该束钢丝放松之方法
二端装上千斤顶,将钢丝楔紧在卡盘上一端张拉,待锚塞退出锚圈,用扁钢丝纤子自对中套的缺口处插入锚具挡住锚塞小头,然后主缸缓慢回油,将钢束应力放松,锚塞即可取出。但是当继续放松应力并把卡盘的钢丝退出时,此时锚塞可能又被楔紧,再照上述方法第二次放松应力。第二次退楔后拆卸千斤顶,将钢束端头左右晃动,锚塞即可取出。然后拉出钢束更换新的钢束和锚具。
3.2. 2 单根滑丝单根补拉方法
将滑进的钢丝楔紧在卡盘上,张拉达到应力后顶压楔紧。
3.2 .3 遇到锚塞楔得很紧,张拉不出来的情况时可用如下的方法
安上千斤顶并楔紧各根钢丝,拉相当大的应力时仍接不出塞时,打掉一个千斤顶卡盘上钢丝的楔子,迫使1一2 根钢丝产生抽丝,这样锚塞与锚圈之锚固力就小了,再次张拉锚塞则就较易拉出。
综上所述,最好的预防办法是与一些技术力量比较雄厚的预应力锚具厂家合作研究,改进锚具产品,使得预应力锚具钢材获得最好的匹配效应,才能有效遏制滑丝与断丝等现象。
4 结语
预应力混凝土张拉技术是整个预应力混凝土施工中最关键的技术之一,涉及的环节较多,因此把好张拉控制技术的每一个环节,对保证预应力混凝上桥梁的使用寿命和安全都是1一分关键的。综上所述,应坚持以下基本原则: ①千斤顶、锚具的选择和购货一定要选择具有多年生产经验的生产厂家,最好能配套订货,到货后要进行必要的标定,这是保证张拉质量的最基本条件; ②千斤顶、油泵、油表必须按标定周期进行配套标定后方可使用,做到配套标定,配套使用; ③根
据对千斤顶的类型、性能、使用方法、工艺特点,来制定详细的张拉工艺细则和质量控制标准。④对于两端同时张拉的预应力筋要做到两端协调一致,同步进行。锚固时采用取一端先锚固,另一端补足到控制应力后再锚固的方法,以减少锚固时预应力的损失。